数控技术及应用专业教学大纲

数控技术及应用专业教学大纲内容摘要：

算、正应力的强度条件 ，了解常用截面梁最大切 应力计算 公式及分布规律， 了解提高 梁 弯曲 正应力 强度的 措施 ，具备 利用 强度 条件进行弯曲正应力强度 计算 的能力。 25．理解 梁的挠度与转角概念 ，掌握 梁的挠曲线近似微分方程， 会 用积分法和叠加法求梁的变形， 掌握梁的刚度条件，理解 简单超静定梁的求解方法。 26． 理解一点 的 应力状态的概念，掌握平面应力状态下的应力分析，了解三向应力状态的最大切 应力和广义 胡 克定律及其应用。 27． 理解强度理论的概念， 具备用 四个强度理论 对复杂应力状态进行强度计算的能力。 28． 掌握直杆的拉 伸（ 压 缩） 与弯曲、圆轴的扭转与弯曲的组 合 变形的强度计算。 29． 理解 压杆 稳定性的概念， 具备利用压杆临 界应力总图对受压杆件 进行稳定性校核 的能力。 30．理解 动荷应力的概念， 了解惯性力问题和 自由落体冲击 问题中动 应力的计算 方法。 31． 了解交变应力 、 疲劳破坏以及对称循环持久极限的概念及其影响因素。 三、课程的内容 （一） 静力学 1． 静力学基础 静力学的基本概念和公理 ， 力 、 平衡、刚体的概念 ， 约束和约束反力 ， 分离体的受力图。 2． 平面力系的平衡 7 力在坐标轴上的投影 ， 合力投影定理 ， 力对点的矩 ， 平面力偶系的平衡条件 ， 平面任意力系向一点简化及结果 ， 平面任意力系的平衡方程 ， 物体系统的平衡 ， 静定和超静定问题的概念。 3． 摩擦 滑动摩擦 ， 摩擦角与自锁 ， 静滑动摩擦定律 ， 考虑摩擦时物体 系统 的平衡问题 ， 滚动摩擦。 4． 空间力系 力在空间坐标轴上的投影 ， 力对轴的矩、力对点的矩 ， 力对轴的矩与力对点的矩的关系 ， 空间力系的平衡条件。 重心及其求法 ， 空间任意力系的简化。 （二） 运动学 1． 点的运动 用矢 量 法、直角坐标法、 自然 坐标法 描述 点的运动方程、速度和加速度。 2． 刚体的基本运动 刚体的平 行 移动 ， 刚体的定轴转动，转动刚体上各点的速度和加速度。 3． 点的合成运动 点的合成运动的概念 ， 点的速度合成定理 ， 牵连运动为平 移 时点的加速度合成定理，牵连运动为 转动时点的加速度合成定理，科氏加速度。 4． 刚体的平面运动 刚体的平面运动 可 分解为平 行移 动和 定轴 转动，用基点法、瞬心法和速度投影定理求平面图形上各点的速度，用基点法求平面图形上各点的加速度， 简单 平面机构的运动分析。 （三） 动力学 1． 质点动力学的基本方程 惯性的概念 ， 力和加速度的关系 ， 质点运动微分方程的三种形式 ， 质点动力学的两类基本问题的解 决方 法。 2． 动量定理 质点和质点系的动量、力的冲量、质心的概念，动量定理、动量守恒定 律 、质心运动定理、质心运动守恒定 律的应用。 3． 动量矩定理 动量矩和转动惯量的概念 ，动量矩定理和动量矩 守 恒定 律 ，刚体绕定轴转动 的 微分方程。 4． 动能定理 功和功率的概念，重力的功、弹性力的功和力矩的功，平 行移 动刚体、定轴转动刚体和平面运动刚体的动能，动能定理。 8 5． 达朗伯原理 惯性力的概念 ， 质点的达朗伯原理 ， 质点系的达朗伯原理。 刚体惯性力系的简化 ， 达朗伯原理的 应用。 （四）材料力学 1．引言 材料力学的任务 ， 强度、刚度和稳定性的概念，变形固体的基本假设，杆件变形的基本形式。 2．轴向拉伸和压缩 拉 伸（ 压 缩） 杆 件 的内力 计算 和轴力图 ， 横截面、斜截面上的应力 的计算， 拉 伸（ 压 缩） 杆 件的变形 计算， 胡 克定律 ， 材料拉伸和压缩时的力学性能 ， 轴向拉 伸（ 压 缩） 时的强度条件 ， 拉 伸（ 压缩） 时的超静定问题。 3．剪切和挤压 剪切和挤压的概念 ， 剪切和挤压的实用计算 ，切 应力互等 双生 定理 ， 剪切 胡 克定律。 4．扭转 扭转的受力和变形特点 ， 外力偶矩的计算 ， 扭矩和扭矩图 ， 圆轴扭转时的应力和变形 ， 圆轴扭转时的强度条件和刚度条件 ， 极惯性矩和抗扭截面系数。 5．弯曲 平面弯曲的概念，剪力和弯矩，剪力图和弯矩图，剪力、弯矩与分布载荷集度间的微分关系，纯弯曲梁 横 截面上的正应力，惯性矩和抗弯截面系数，梁弯曲时的 正应力 强度计算，矩形截面梁的切应力。 梁弯曲时的挠度和转角的 计算方 法，梁的刚度计算，提高梁的强度和刚度的措施 ， 简单超静定梁的求解方法。 6．应力状态和强度理论 应力状态的概念、二向应力状态下的应力分析 —— 解析法和图解法 ， 主应力和主平面 的概念，三向应力状态简介 ， 最大正应力和最大 切 应力 ， 广义 胡 克定律 ， 强度理论的概念 ， 四个强度理论及其应用。 7．组合变形 拉 伸（ 压 缩）与 弯 曲 组合的强度计算 ， 弯 曲与 扭 转 组合时的强度计算。 8．压杆稳定 压杆稳定的概念 ， 细长 压杆临界载荷 的欧拉公式 ， 杆端不同约束 对压杆临界载荷 的影响 ， 压杆的分类 ， 临界应力总图 ， 压杆稳定 性校核 ， 提高压杆稳定性的 措施。 9．动载荷和交变应力 动载荷 、 动荷系数的概念 ， 惯性力问题和冲击问题的解决方法。 交变应力和疲劳破坏的概念 ，交变应力的循环特征 ， 材料的持久极限 ， 对称循环下的构件的持久极限及影响因素 ， 对称循环载荷 9 下的疲劳强度校核。 四、课程的重点、难点 （一） 静力学 1． 静力学基础 重点：约束和约束反力。 难点：约束和约束反力。 2． 平面力系的平衡 重点：力在坐标轴上的投影 ， 力矩的计算。 平面任意力系向作用面内任一点的简化，力系的简化结果。 平面任意力系平衡的解析条件，平衡方程的各种形式。 物体及物系平 衡问题的解 决方 法。 难点：主矢与主矩的概念 ， 物系的平衡问题。 3． 摩擦 重点：静滑动摩擦定律 ， 自锁 现象。 难点：考虑摩擦时物体 系统 的平衡问题。 4． 空间力系 重点：力对点的矩 ， 空间力系的简化 ， 空间力系的平衡条件 ， 重心的求法。 难点：力对点的矩、力对轴的矩。 （二） 运动学 1． 点的运动 重点：三种方法描述点的运动方程、速度和加速度。 难点：用 自然 坐标法描述点的加速度。 2． 刚体的基本运动 重点：刚体的平 行移 动及其运动特征。 刚体的定轴转动及其运动特征，转动方程、角速度与角加速度，转动刚体内各点的速度和加速度。 难点：区分平 行移 动与定轴转动。 3． 点的合成运动 重点：点的 速度合成定理。 难点： 动点动系的选择方法， 牵连运动 、牵连点 的概念 ， 科氏加速度 的 概念。 4． 刚体的平面运动 重点：速度分析和计算、用基点法求平面图形上各点的加速度。 难点：用基点法求平面图形上各点的加速度。 （三） 动力学 10 1． 质点动力学的基本方程 重点：建立质点运动微分方程 ， 质点动力学第二类基本问题的解法。 难点：对质点运动微分方程进行变量变换后再积分的方法。 2． 动量定理 重点：质点系动量定理和质心运动定理。 难点：用动量定理求解有关动力学问题。 3． 动量矩定理 重点：质点系的动量矩和转动惯量 ， 质点系的动量矩和刚体绕定轴转动微分方程及其应用。 难点： 动量矩定理的应用。 4． 动能定理 重点：力的功和 不同运动形式刚体 动能的计算 ， 动能定理的应用。 难点：综合应用动力学普遍定理解决动力学问题。 5． 达朗伯原理 重点：惯性力的概念 ， 刚体惯性力系的简化。 难点：刚体惯性力系的简化。 （四）材料 力学 1．引言 重点 :材料力学的任务 ， 强度、刚度和稳定性的概念，变形固体的基本假设，杆件变形的基本形式。 难点：强度、刚度和稳定性 与经济性 的关系。 2．轴向拉伸和压缩 重 点：轴向 拉伸和压缩 时的应力和变形 ， 拉伸和压缩 的 强度条件，材料 拉伸和压缩 时的力学性能。 难点： 拉伸和压缩 时的超静定问题。 3．剪切和挤压 重点：剪切和挤压的实用计算、 切 应力互等 双生 定理。 难点：剪切面和挤压面的面积计算。 4．扭转 重点：圆轴扭转时的应力和变形、强度条件和刚度条件。 难点：圆轴扭转时的应力分析。 5．弯曲 重点：剪力和弯矩的计算，剪力图和弯矩图的绘制 ， 弯曲时的 正应力 强度条件 ， 挠曲线近似微 11 分方程及其积分，用叠加法求梁的挠度和转角。 难点：剪力图和弯矩图的绘制 ， 弯曲时的 正应力 强度条件 ， 超静定梁的求 解方法。 6．应力状态和强度理论 重点：用图解法进行 二向 应力状态分析，主应力和主平面 的确定 ，第三和第四强度理论的应用。 难点：用图解法进行 二向 应力状态分析。 7．组合变形 重点：弯 曲与 扭 转 组合时的强度计算。 难点：弯 曲与 扭 转 组合时危险点的应力状态分析。 8．压杆稳定 重点： 压杆 稳定性的概念 ， 临界载荷的确定。 难点：对临界应力总图的理解。 9．动载荷和交变应力 重点：动荷系数的计算，交变应力的循环特征，材料的持久极限。 难点：动荷系数的计算。 五、课时分配表 序号 课程内容 总学时 讲课 实验 习题课 机动 1 静力学基础 3 3 2 平面力系的平衡 9 7 2 3 摩擦 2 2 4 空间力系 3 3 5 点的运动 4 3 1 6 刚体的基本运动 2 2 7 点的合成运动 6 4 2 8 刚体的平面运动 4 3 1 9 质点运动微分方程 2 2 10 动量定理、质心运动定理 4 4 11 动量矩定理、转动惯量 6 4 2 12 动能定 理 4 3 1 13 达朗伯原理 3 2 1 14 材料力学 引言 3 3 15 拉伸和压缩 10 3 6 1 16 剪切和挤压 2 2 17 扭转 6 3 2 1 18 弯曲 12 9 2 1 19 应力状态理论、强度理论 5 3 2 12 20 组合变形 6 4 2 21 压杆稳定 4 3 1 22 动载荷 和 交变应力 4 4 23 机动 2 2 24 合计 106 76 10 18 2 六、实验项目及基本要求 实验一：拉伸实验 要求：了解 液压式 万能 材料 试验机的构造和工作原理 ， 锻炼 实 验技能。 观察低碳钢、铸铁试件的拉伸过程，给出破坏分析， 测定低碳钢的屈服极限σ S 、强度极限σ b 、延伸率δ、断面收缩率ψ；测定铸铁的强度极限σ b。 分析试验结果，写出完整的实验报告。 实验二：压缩实验 要求：了解 液压式 万能 材料 试验机的构造和工作原理。 锻炼 实 验技能。 观察低碳钢、铸铁试件的压缩过程，给出破坏分析，测定铸铁压缩强度极限σ b。 分析试验结果，写出完整的实验报告。 实验三：测定材料弹性模量实验 要求： 了解 引伸仪 的构造和工作原理 ， 锻炼 实 验技能。 测定低碳钢材料的弹性模量，在弹性极限内验证胡克定律。 实验四：扭转实验 要求： 测定铸铁和低碳钢剪切 弹性 摸量，验证 剪切 胡 克定律，观察比较材料破坏现象。 实验五： 纯 弯曲实验 要求：了解电测技术，了解静态电阻应变仪 使用方法 ，测定 梁 纯弯曲时横截面上的应力分布规律，验证纯弯曲时的正应力 计算 公式。 七、考核 办 法 笔试（闭卷）。 八、使用说明 1． 本大纲是根据国家 教育部《 高 职高专教育基础课课程教学基本要求》、 《高 职高专教育专业人才培养目标及规格 》制定的。 2． 本大纲为进行《工程力学》教学指导性文件。 大纲的基本要求是学生学习本课程应达到的最低要求。 3. 为达到本课程的基本要求，课内总学时不少于 102 学时。 九 、参考教材 1． 机械设计基 础（上） 机械工业出版社 胡德淦主编 2． 理论力学 中央广播电视大学出版社 谢传锋主编 3． 理论力学 哈尔滨工业大学出版社 哈尔滨工业大学 理论力学教研室主编 4． 材料力学 高等教育出版社 刘鸿文主编 5． 材料力学 高等教育出版社 单辉祖主编 13 《机械设计》教学大纲 学时： 108 代码： 022101 专业： 数控技术及应用、机电工程 制定： 机械设计教研室 审核： 刘静香 批准： 田 坤 一、本课程的地位、性质和任务 本课程是 机械类专业的一门主干技术基础课，既为学生在今后工作中解决机械技术问题打下一定的基础，也为学生学习后续课程和新的科学技术打下必要的基础。 本课程的主要任务是培养学生： ，理论联系实际，具有创新能力。 ，具有设计。